昆山承載大科學(xué)計(jì)劃支持的研究成果在《科學(xué)》上發(fā)表
化石是記錄生命演化的最直接證據(jù),。但在5億年以前漫長的早期地球階段，生命,，尤其是發(fā)育有細(xì)胞核的真核生物是什么時(shí)候開始出現(xiàn)并留下它的第一個(gè)化石記錄的,？作為所有現(xiàn)代高等生物的祖先，早期生命是如何逢兇化吉進(jìn)化出我們現(xiàn)在看到的五彩繽紛的生物世界,？這些事關(guān)我們從哪里來,，要到哪里去的重大科學(xué)問題由于研究方法的限制長期得不到準(zhǔn)確的解答。
生命起源與演化,，也是國際頂級(jí)學(xué)術(shù)期刊《科學(xué)》（Science）曾列出的125個(gè)重大科學(xué)問題之一,。
2024年12月20日，中國科學(xué)家最新發(fā)表的一項(xiàng)相關(guān)研究成果填補(bǔ)了早期地球生物多樣性宏演化的空白,，南京大學(xué)地球科學(xué)與工程學(xué)院唐卿研究員,，深時(shí)數(shù)字地球國際大科學(xué)計(jì)劃管理委員會(huì)委員、南京大學(xué)地球科學(xué)與工程學(xué)院沈樹忠院士等聯(lián)合中外多家科研單位在頂級(jí)學(xué)術(shù)期刊《科學(xué)》上以長文形式發(fā)表重要研究成果,，填補(bǔ)了關(guān)于早期地球生物多樣性宏演化的空白,，為闡明早期地球生命起源和演化規(guī)律、探索地外生命是否存在以及宜居地球的可持續(xù)發(fā)展提供重要的理論基礎(chǔ)和借鑒,。據(jù)悉,，此項(xiàng)研究得到國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、國家自然科學(xué)基金委等項(xiàng)目的支持,，是昆山承載的深時(shí)數(shù)字地球國際大科學(xué)計(jì)劃支持的重要成果,。
該研究通過建立早期地球化石大數(shù)據(jù)，利用超算和人工智能等分析方法首次繪制了地球從20億年到5億年前,，約15億年的高精度生物多樣性演化歷史,，揭示了地球上的早期生命是通過漫長的演化歷程，經(jīng)歷多次大輻射和大滅絕事件后,，最終演化出約5億年前的復(fù)雜生態(tài)系統(tǒng),。
據(jù)悉,，研究團(tuán)隊(duì)耗時(shí)六年時(shí)間創(chuàng)建了目前全球數(shù)據(jù)最全、信息量最大的早期地球古生物地層數(shù)據(jù)庫,。團(tuán)隊(duì)創(chuàng)新性地結(jié)合了超算和人工智能等大數(shù)據(jù)分析手段,，建立起迄今第一條早期地球高精度生物多樣性曲線。
研究結(jié)果表明,，隨著第一個(gè)可信的真核生物化石在約17億年前出現(xiàn)后,，其多樣性一直保持較低但穩(wěn)定增長的模式。直到約7.2億年前全球性大冰期的出現(xiàn)打斷了生命演化的原有進(jìn)程,。隨著大冰期事件的結(jié)束,，地球物種多樣性開始迅速增加并且頻繁發(fā)生波動(dòng)，造成多次生物大輻射和大滅絕事件,。其中包括約6.35億年到5.8億年前的生物大輻射事件,，以及緊隨其后發(fā)生的生物演化史上第一次大滅絕事件，導(dǎo)致當(dāng)時(shí)的優(yōu)勢類型—帶刺的微體生物大量滅絕,。在此之后,，形態(tài)更為復(fù)雜的宏體生物（包括動(dòng)物）迎來了快速輻射。但這些復(fù)雜宏體生物在埃迪卡拉紀(jì)末期（約5.51億年至5.39億年前）又遭遇了兩次明顯的多樣性下降,，代表了動(dòng)物演化史上最早的兩次大滅絕事件,。
本研究首次用大數(shù)據(jù)方法定量化地揭示了早期地球15億年的生命演化歷程，定量勾畫了復(fù)雜生命的起源,、輻射,、滅絕、再次輻射至現(xiàn)代生態(tài)系統(tǒng)形成的早期歷史過程,。
多位《科學(xué)》審稿人評(píng)價(jià)：該研究終于帶來了長期缺失的早期地球高精度生物多樣性演化曲線,；該曲線揭示的真核生物大輻射和大滅絕事件將激發(fā)一大波探索早期地球生命與環(huán)境協(xié)同演化的熱潮。
▲ 早期地球高精度生物多樣性曲線
在新聞發(fā)布會(huì)上,，唐卿研究員表示,，未來如果有新的相關(guān)化石文獻(xiàn)發(fā)表，將錄入到前述數(shù)據(jù)庫中,，以更新其數(shù)據(jù)信息,。
深時(shí)數(shù)字地球國際大科學(xué)計(jì)劃是由中國科學(xué)界倡議發(fā)起并得到國際重要學(xué)術(shù)組織認(rèn)可的首個(gè)國際大科學(xué)計(jì)劃，以整合地球演化全球數(shù)據(jù),、共享全球地學(xué)知識(shí)為使命,，以建立數(shù)據(jù)與知識(shí)驅(qū)動(dòng)的地球科學(xué)研究新范式為愿景,。
來源：第一昆山App
